在人類居住的星球上，一片廣袤的大陸因其古老的文明和神奇的自然風(fēng)貌吸引著人們。
這里孕育了世界上最長(zhǎng)的河流，懷抱著世界上最大的盆地，雕刻出世界大陸上最大的斷裂帶，揮灑出世界上最大的沙漠……同時(shí)，這里也作為世界古人類和古文明的發(fā)祥地之一，見(jiàn)證著人類的不斷繁衍與生生不息。
這里就是非洲。
雖然一部25集的紀(jì)錄片《走進(jìn)非洲》帶領(lǐng)人們領(lǐng)略了非洲自然景觀與風(fēng)土人情的方方面面，但對(duì)于非洲在人類起源歷史長(zhǎng)河中的作用而言，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。人類遺傳學(xué)家們的視線一直緊緊注視著這片廣袤的大陸，試圖解開(kāi)更多的謎題。
作為人類物種的發(fā)源地，非洲同時(shí)也是全球性古代遷移活動(dòng)的起源地。原本應(yīng)該在人類起源研究中發(fā)揮重要作用并占有一席之地的它，卻錯(cuò)過(guò)了一次解讀人類起源重大革命的契機(jī)：對(duì)古代非洲人DNA的研究。
雖然研究人員已經(jīng)成功對(duì)歐洲尼安德特人、亞洲史前牧民，以及美洲原始印第安人的基因組進(jìn)行了測(cè)序，但在非洲方面則遭遇了“滑鐵盧”。炎熱而潮濕的氣候環(huán)境使得古代非洲人的DNA無(wú)法完好無(wú)損的保存下來(lái)，因此，科學(xué)家們就無(wú)法進(jìn)行提取。“非洲被排除在外。”倫敦帝國(guó)理工學(xué)院人類遺傳學(xué)家Jason Hodgson說(shuō)。
而如今，轉(zhuǎn)機(jī)終于出現(xiàn)了。
“莫塔”的出現(xiàn)
近日，一篇在線發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的文章揭示了首個(gè)來(lái)自非洲的古代人類基因組：一名以狩獵和采集為生，生活在4500年前埃塞俄比亞高地的男子——莫塔（Mota）。
莫塔的發(fā)現(xiàn)可以追溯到2012年。John Arthur和Kathryn Arthur是一對(duì)夫婦，同時(shí)也是美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)（圣彼得堡）的人類學(xué)家。在當(dāng)?shù)乩先说膸ьI(lǐng)下，Arthur夫婦在埃塞俄比亞西南部一個(gè)戰(zhàn)時(shí)被當(dāng)?shù)厝俗鳛椴厣碇亩囱ㄖ邪l(fā)現(xiàn)了該名男子的骸骨。由于這一洞穴被叫做莫塔洞穴，所以該骸骨也被以洞穴的名字命名。
Arthur夫婦從洞穴中的石層下挖掘出莫塔骸骨，并通過(guò)放射性碳定年法將莫塔生活的年代最終確定為4500年前。研究人員分析了莫塔內(nèi)耳的巖骨，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候巖骨與其他部位的骨骼相比能夠保留更多的DNA。
通常情況下，遺傳物質(zhì)會(huì)在悶熱的氣候中分解。因此，到目前為止，只有在氣候相對(duì)涼爽一些的歐洲、亞洲和北非地區(qū)發(fā)現(xiàn)的古人類遺骸化石才能提取和分析DNA。但這次結(jié)果并沒(méi)有讓人失望。也許是由于高原洞穴中較低的溫度使然，莫塔耳骨中的DNA被成功保存下來(lái)，這使得研究人員可以對(duì)每一個(gè)DNA堿基進(jìn)行平均超過(guò)12.5次的測(cè)序。這被認(rèn)為是高質(zhì)量的基因組，對(duì)于探索人類起源的研究人員來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一大突破。
當(dāng)英國(guó)劍橋大學(xué)人類遺傳學(xué)家Andrea Manica及其研究生Marcos Gallego Llorente對(duì)莫塔基因組序列進(jìn)行分析后，他們發(fā)現(xiàn)該名男子具有褐色的眼睛、深色的皮膚，以及3個(gè)為了適應(yīng)高海拔地區(qū)而發(fā)生變異的基因。在高原地區(qū)，很多山峰最高可以達(dá)到4500米，這幾乎與阿爾卑斯山脈中最為人所知的馬特洪峰海拔相當(dāng)。
莫塔基因組“是一個(gè)相當(dāng)引人注目的成績(jī)”，并沒(méi)有參與此項(xiàng)研究的Hodgson表示，它“使我們第一次了解到在許多現(xiàn)代人口遷移活動(dòng)發(fā)生之前，非洲人的基因組是什么樣子的”。
解密新DNA
當(dāng)研究人員將莫塔基因組與當(dāng)代非洲人的基因組相比對(duì)時(shí)，卻有相當(dāng)驚人的發(fā)現(xiàn)。
一直以來(lái)，非洲都被認(rèn)為是人口向外遷徙行為的本源地，但基因組對(duì)比結(jié)果卻表明，大約在3500年前，中東地區(qū)的農(nóng)民曾大規(guī)模回遷至非洲。這些農(nóng)民的DNA深入至非洲大陸最深處，甚至“波及”到被認(rèn)為是孤立的、與世隔絕的族群，譬如南非的科伊桑人和剛果的俾格米人。
通過(guò)將莫塔基因組中250000個(gè)堿基對(duì)，與40個(gè)非洲樣本，以及81個(gè)來(lái)自歐洲和亞洲的個(gè)體樣本進(jìn)行對(duì)比，研究小組發(fā)現(xiàn)莫塔男子與至今仍然生活在埃塞俄比亞高地附近的族群——阿里人的關(guān)系最為密切。而后，研究人員將注意力聚焦在那些阿里人攜帶、莫塔人卻沒(méi)有攜帶的DNA上，并推測(cè)這些DNA大約是在過(guò)去的4500年間增加的。
對(duì)比結(jié)果顯示，莫塔人與進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)的阿里人以及所有非洲人相比，缺少了大約4%~7%的DNA。而這種新的DNA與現(xiàn)代撒丁島人以及居住在德國(guó)的古代農(nóng)民的DNA最為接近。這些來(lái)自早期農(nóng)民DNA的線索，雖然過(guò)去也曾經(jīng)在活著的非洲人身上出現(xiàn)過(guò)，但是莫塔人幫助研究人員最終將目標(biāo)瞄準(zhǔn)非洲農(nóng)民的遺傳特征。
Manica猜測(cè)，歐洲農(nóng)民與現(xiàn)存于世的非洲人雙雙繼承了這種新DNA。而這種新DNA指向一個(gè)共同的來(lái)源——中東，也許是安納托利亞地區(qū)，又或者是美索不達(dá)米亞地區(qū)。這些中東人中的一部分大約在8000年前開(kāi)始進(jìn)入歐洲和亞洲，并成為歐洲的第一批農(nóng)民；但是這一群體的其他后裔則遷徙至非洲——在莫塔人生活的年代之后。這與3000~3500年前的中東谷粒在非洲被發(fā)現(xiàn)的線索是吻合的。
由于極廣范圍的非洲人都仍然攜帶著早期農(nóng)民的DNA，因此研究小組提出了一個(gè)可能的觀點(diǎn)——歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)“巨大”的人口回遷至非洲的活動(dòng)，Manica說(shuō)。雖然那時(shí)農(nóng)業(yè)已經(jīng)在非洲建立并發(fā)展起來(lái)，但新來(lái)者可能具備一些其他的優(yōu)勢(shì)，這可以解釋為何他們的基因遍布非洲如此之廣。“一定有大量人口涌入，或者他們所攜帶的新作物種植非常成功。”Manica說(shuō)。但是對(duì)于是什么讓這些人回遷非洲，Manica及其同事都無(wú)法給出回答。
在Manica看來(lái)，雖然人類基因組測(cè)序仍是非常新的領(lǐng)域，但它正在改變?nèi)藗冎噩F(xiàn)人類起源的方式。而新技術(shù)的不斷發(fā)展，將使人們能更清楚地了解誰(shuí)是我們最早的祖先。
哈佛大學(xué)人類遺傳學(xué)家David Reich被非洲與歐亞之間規(guī)模巨大的“混合”所深深震撼。在他看來(lái)，“關(guān)于從美索不達(dá)米亞到北非的巨大人口遷移的猜測(cè)存在已久”，但是，“從歐亞西部遷移至研究過(guò)的非洲每一個(gè)個(gè)體樣本——甚至是俾格米人和科伊桑人，這就非常令人驚奇和感到新鮮。”
回遷非洲和遷出非洲的過(guò)程很可能是復(fù)雜而不間斷的。“這一研究本身有重要意義。”Hodgson認(rèn)為，“但希望它僅僅只是古代非洲人基因組研究的開(kāi)始。”■